Crystallography Course 2007 vége - PDF dokumentum
Dokumentumok
BUCHARESTI EGYETEM Geológiai és Geofizikai Kar
Ubi materia, ibi geometria Johannes Kepler
Johannes Kepler (1611). "Strange Seu de Nive Sexangula" című művében Kepler megvizsgálta a "hatszögletű havat", néhány elképzelést elért a szimmetriáról, és még azt a hipotézist is elérte, hogy a hó rendszeresen elhelyezett kis gömbökből áll. Gondolataiban felismerjük a Mysterium cosmographicumban (1595) már alkalmazott néhány gondolat kibontakozását, ahol a szabályos poliéderek szimmetriájából kiindulva törvényt vezetett le a bolygópályák sugaraira.
Christiaan Huygens (1690). n A fényből adódó tulajdonság az ellipszoid részecskék rendezett elrendezésével magyarázza a kettős fénytörés megjelenését Izland spatuláján (különféle kalcit). Pontosan egyes elemi testek ezen hipotetikus anizometriai formájában Huygens a fénnyel való kölcsönhatásában a kristály anizotrop viselkedésének egyik lehetséges okát látta.
A kettős fénytörés jelensége a kalcitban A kalcitkristályok szerkezete Huygens után
MV Lomonoszov (1747) a sziliter (kálium-nitrát) szabályos alakjait és hatszögletű szimmetriáját néhány elemi, végső, gömb alakú részecske kompakt elrendezésével magyarázta: amelyre a legkisebb természetes testek hajlamosak többnyire, akkor könnyű lesz megmagyarázni, hogy miért növekszik a szilitre kristályokban hat díjjal.
A szilitre hatszögletű szimmetriája, amelyet Lomonoszov a tömören elhelyezett gömbszemcsék létezésével magyaráz.
Rn-Just Hay (1784, 1801, 1815, 1822) nagyszámú mérés, a dekrétumok törvénye vagy, mint később ismeretes lenne, a racionális paraméterek törvénye alapján jött létre. Lényegében ez a törvény kimondja, hogy a kristályos forma széleit a kristály arca egyszerű és racionális arányban érzi, ennek egyetlen lehetséges oka egy periodikus mikrostruktúra, amelyet axiális periodicitási vektorok jellemeznek. Egy adott anyag kristályait megkötő arcok sokféleségének megmagyarázására tett kísérletével Hay megállapította, hogy az axiális versus alapján egységes (elemi) párhuzamos oldalirányú cső építhető fel, amelyet integrális molekulának nevezett.
Hauy koncepcióját egy integrált köbmolekulából származó kristályos formák szemléltetik
A külső szimmetria ezen integrált molekulák periodikus szorzásának eredménye; a rombohedron vagy a kalcit skalenohedron integrált rombohéder molekulákból áll, és a galena például integrált köbmolekulákból áll. Az ilyen párhuzamos oldalú lábak létezésének fizikai bizonyítéka Hay szerint a hasítás volt: egyes kristályok tulajdonsága, hogy a repülőgép díjának megfelelően eltörjenek. A kalcit kisebb és kisebb rombohéderekké történő feldarabolása oszthatatlan fragmensekhez, azaz integrál molekulákhoz vezetne. Hay elméleteinek, amelyekre Tobern Bergman (1773) általánosságban számított, döntő hatással voltak a XIX. Század elejének kristálytani kutatásaira. Noha a kristályszerkezet mikroperiodicitása helyesen van kiemelve, Hay ugyanakkor feltételezi a kristálytér folytonosságát, az integráló molekulák szimmetrikusan és kompaktan helyezkednek el.
Gabriel Delafosse (1843). Rámutatott, hogy meg kell különböztetni az integrális molekulát és a kémiai molekulát: "Hay integrálmolekulája nem más, mint a szomszédos kémiai molekulák által alkotott legkisebb párhuzamos, amely csúcsait jelöli. Az integrálmolekula leírja a kis intermolekuláris terek geometriáját. Ezért tökéletesen megkülönbözteti a kémiai molekulától, és gyakran teljesen más alakú lehet. A kémiai molekula az atomizálás igazi eleme, még a kristályos réteg minden szempontján kívül, míg az integrált részecske nem. geometriai szerkezetének csak az az eleme, amikor a test ebben a sajátos állapotban jelenik meg "
Delafosse felváltotta a kristályos anyag folytonosságának koncepcióját (amelyet implicit módon Hay is elfogadott) a folytonosság fogalmával. A kémiai molekula alakjának hatása valóban fontos; elegendő megmagyarázni a szimmetria törvényének állítólagos kivételeit, amelyek bizonyos ásványi fajokban megtalálhatók, például pirit, turmalin, kvarc stb. Delafosse elméleteinek mély következményei elsősorban a kristálytér diszkrét jellege miatt voltak, és az a tény, hogy a molekulák alacsonyabb szimmetriával rendelkezhetnek, mint a rácsé, ami megmagyarázza egyes kristályok hemidriáját. Ő vezette be a kristályos hálózat fogalmát is.
A Delafosse koncepcióját egy olyan molekulasor szemlélteti, amelynek szimmetriája alacsonyabb, mint a hálózaté. A boracit köbös hálózatában a ternár tengely két vége fizikailag nem azonos.
August Bravais (1848). Rámutatott, hogy a hasítási jelenség és egyes kristályok homlokzatának eltérő frekvenciája szorosan összefügg az e töltéseknek megfelelő hálózati síkok retikuláris sűrűségével. A díj jelentősége annál nagyobb, mivel a létrehozott és annak megfelelő retikuláris sűrűség nagyobb, ez a racionalitás törvényének geometriai kifejezése, amely meghatározza, hogy a racionális paraméterek egyszerűek és kicsik. Ez a bravaisi törvény rendkívül gyümölcsöző volt; a kristályos közeg objektív valóságának felel meg, amely szuggesztív kapcsolatot biztosít ezen közegek fizikai és geometriai tulajdonságai között.
A tudes cristallographiques-ban (1851) Bravais a molekulától függő általános jelenségeket tanulmányozta. Pontosította, hogy ez egy pontrendszer, egy igazi poliéder, amely fel van szerelve, mint maga a kristály, tengelyekkel, szimmetriasíkokkal stb. A meghatározott molekulaszimmetria egy szintén meghatározott kristályszerkezetnek felel meg, és a molekuláris poliéder már meglévő szimmetriája okozza a kristálycsoportban megfigyelhető szimmetriát. A kristályok periodikus rácsszerkezetének létezésére vonatkozó kísérleti bizonyítékok azonban sokkal később érkeztek.
A rácssíkok és a kristály lehetséges felületei közötti kapcsolat.
Max von Laue (1912). Úgy vélte, hogy a kristály megszakítás nélküli rácsa az atomok közötti rendkívül kis távolság miatt nagyon rövid hullámhosszú elektromágneses sugárzás esetén ugyanazt a szerepet töltheti be, mint a fény felé diffrakció, azaz interferenciát okozhat és diffrakciós számokat generál. Ebből az elképzelésből kiindulva Friedrich és Knipping voltak az elsők, akik elfogták a kristályos pengével visszaverődő röntgensugár képét. A képen egy központi ágy látható, rendszeresen elrendezett foltokkal körülvéve, amely nyilvánvalóan megmutatta az anyag szabályos eloszlását a kristályrácsban.